Belgioioso får pris för forskning om smartare infrastruktursystem

Giuseppe Belgioioso fokuserar på att utveckla matematiska modeller och verktyg för att bättre förstå hur komplexa, sammankopplade system fungerar när många oberoende aktörer fattar beslut samtidigt.

Vad i din forskning tror du ligger bakom att du fick priset?

– Jag tror att priset uppmärksammar kombinationen av matematisk stringens och samhällsrelevans. Forskningen är grundläggande till sin natur, men har utgångspunkt i praktiska utmaningar i moderna infrastruktursystem, som elnät och transportsystem.

Vilka utmaningar står ditt forskningsområde inför?

– De här systemen genomgår just nu en genomgripande förändring. De blir allt mer digitala, sammankopplade, decentraliserade och autonoma. Det skapar stora möjligheter att öka både effektiviteten och hållbarheten, men ställer också krav på att systemen fortsätter vara tillförlitliga, rättvisa och säkra.

– För att hantera detta krävs rigorösa metoder som gör det möjligt att dra nytta av automatisering utan att kompromissa med säkerheten. Min forskning bidrar till att möta de här utmaningarna genom att tillföra stabila matematiska metoder från reglerteknik och optimering till problem med tydlig samhällsrelevans.

Vilket problem försöker du lösa?

– Ett konkret exempel som många kan relatera till är trafikstockningar. I ett vägnät fattar många olika aktörer såsom pendlare, kollektivtrafikoperatörer och plattformar för samåkning, egna beslut om när de ska resa, vilken väg de ska ta eller var de ska parkera, samtidigt som de delar samma begränsade infrastruktur.

– Varje aktör försöker optimera sina egna mål, till exempel att spara tid eller minska kostnader, men dessa val påverkar samtidigt alla andra. Resultatet kan bli trängsel, ökade utsläpp, längre restider och orättvisa utfall, till exempel att vissa grupper systematiskt drabbas av längre förseningar.

Hur kan sådana system förbättras?

– Min forskning drivs av frågan hur vi kan använda ökad digitalisering och automatisering för att styra individuella beslut mot lösningar som är effektiva, tillförlitliga och rättvisa på systemnivå. Liknande utmaningar finns även i andra kritiska infrastrukturer, till exempel i elnät.

– För att göra det utvecklar jag matematiska modeller och beräkningsverktyg baserade på optimering och spelteori. De kan användas för att utforma smarta styrmedel, som dynamiska vägavgifter, parkeringsincitament eller lösningar för elbilsladdning, så att det som är bäst för individen också gynnar helheten.

Vilken samhällsnytta ser du på sikt?

– Jag hoppas att min forskning kan bidra till att utveckla tillförlitliga och transparenta system för automatiserat beslutsfattande som är säkra och utformade för att tjäna samhället – och vinna människors förtroende.

– Det blir särskilt viktigt i takt med att tekniken används allt mer inom kritisk infrastruktur, finansmarknader och sociala nätverk – områden där konsekvenserna av brister kan bli omfattande. I transportsystem kan till exempel navigationsappar optimera resan för dig, men i ett större perspektiv leda till mer trafik, omdirigera flöden till bostadsområden och försämra systemets effektivitet. Här kan reglerteknik och optimering spela en central roll, genom att lägga grunden för tillförlitlig automatisering med tydligt fokus på säkerhet och robusthet.

Du är även WASP Fellow – vad betyder den miljön för din forskning?

– Att vara en del av WASP ger mig tillgång till ett unikt nätverk av experter från både akademi och industri, inom AI, autonoma system samt mer grundläggande forskning om optimering och reglerteknik.

– Eftersom min forskning ligger i skärningspunkten mellan dessa områden är det särskilt värdefullt. Det ger nya perspektiv, möjliggör samarbeten över ämnesgränser och hjälper mig att koppla grundforskning till relevanta tillämpningar. WASP erbjuder också ett starkt stöd för forskare i alla karriärskeden.

Göran Gustafsson-stiftelsen stödjer grundforskning inom bland annat fysik, matematik och medicin, med särskilt fokus på yngre forskare.